基于单片机的数字电子秒表的设计与实现毕业论文

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摘要

近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断的走向深入。本文阐述了基于单片机的数字电子秒表设计。本设计主要特点是计时精度达到0.01s，解决了传统的由于计时精度不够造成的误差和不公平性，是各种体育竞赛的必备设备之一。

本设计的数字电子秒表系统采用8051单片机为中心器件，利用其定时器计数器定时和记数的原理，结合显示电路、LED数码管以及外部中断电路来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够实现五位LED显示，显示时间为0～99.99秒，计时精度为0.01秒，能正确地进行计时，同时能记录一次时间，并在下一次计时后对上一次计时时间进行查询。其中软件系统采用汇编语言编写程序，包括显示程序，定时中断服务，外部中断服务程序，延时程序等，并在WAVE中调试运行，硬件系统利用PROTEUS强大的功能来实现，简单切易于观察，在仿真中就可以观察到实际的工作状态。

关键字：单片机；数字电子秒表；仿真

Abstract

With the rapid development of science and technology in recent years, SCM

applications are constant-depth manner. In this paper, based on single chip design of digital electronic stopwatch. The main characteristics of this design timing accuracy of 0.01s, to solve the traditional result of a lack accuracy due to timing errors and unfair, and is a variety of sports competitions, one of the essential equipment. In addition the on the stopwatch can be the last time to save time for user queries.

The design of the multi-function stopwatch system uses STC89C52 microcontroller as the central device, and use its timer counter timing and the count principles, combined with display circuit, LED digital tube, as well as the external interrupt circuit to design a timer. The software and which software systems using assembly language programming, including the display program, timing, interrupt service, external interrupt service routine, delay procedures, key consumer shaking procedures, and WAVE in the commissioning, operation, the simulation can be observed on the actual working condition.

Keyword：LED display；High-precision stopwatch；8051

目 录

摘 要 ............................................................................................................................. I Abstract ............................................................................................................................ II 绪 论 ................................................................................................................................ 1 1 硬件设计 ...................................................................................................................... 3

1.1 总体方案的设计 .............................................................................................. 3 1.2 单片机的选择 .................................................................................................. 4 1.3 显示电路的选择与设计 .................................................................................. 7 1.4 按键电路的选择与设计 ................................................................................ 10 1.5 时钟电路的选择与设计 ................................................................................ 11 1.6 复位电路的选择与设计 ................................................................................ 13 1.7 系统总电路的设计 ........................................................................................ 15 2 软件设计 .................................................................................................................... 17

2.1 程序设计思想 ................................................................................................ 17 2.2 系统资源的分配 ............................................................................................ 17 2.3 主程序设计 .................................................................................................... 18 2.4 中断程序设计 ................................................................................................ 19 3 数字电子秒表的安装与调试 .................................................................................... 25

3.1 软件的仿真与调试 ........................................................................................ 25 3.2 硬件的安装与调试 ........................................................................................ 25 3.3 系统程序的烧录 ............................................................................................ 26 3.4 数字电子秒表的精度调试 ............................................................................ 27 结 论 .............................................................................................................................. 28 参考文献 .......................................................................................................................... 28 附录A 程序 ................................................................................................................... 30 附录B 电路原理图 ....................................................................................................... 35

绪 论

秒表计时器是电器制造，工业自动化控制、国防、实验室及科研单位理想的计时仪器，它广泛应用于各种继电器、电磁开关，控制器、延时器、定时器等的时间测试。

2004年8月28日15点15分，中国选手孟关良杨文军在雅典奥运会男子500米划艇决赛中，以1分40秒278的成绩获得中国在雅典奥运会的第28金。这是中国皮划艇项目的第一枚奥运金牌，也是中国水上项目在历届奥运会上所获得的第一枚金牌。孟关良杨文军的成绩比获得银牌的古巴选手只快了 0.072秒，以至于两人在夺冠之后还不敢相信。

在现在的体育竞技比赛中，随着运动员的水平不断提高，差距也在不断缩小。有些运动对时间精度的要求也越来越高，有时比赛冠亚军之间的差距只有几毫秒，因此就需要高精度的秒表来记录成绩。

本设计利用8051单片机的定时器计数器定时和记数的原理，使其能精确计时。利用中断系统使其能实现开始暂停的功能。P0口输出段码数据，P2.0-P2.4口作列扫描输出，P1.1、P3.2、P3.3、P2.5分别接四个按钮开关，分别实现开始、暂停、清零和查看上次时间的功能。显示电路由五位共阴极数码管组成。

初始状态下计时器显示00.00，当按下开始键时，外部中断INT1向CPU发出中断请求，CPU转去执行外部中断1服务程序，即开启定时器T0。计时采用定时器T0中断完成，定时溢出中断周期为1ms，当一处中断后向CPU发出溢出中断请求，每发出一次中断请求就对毫秒计数单元进行加一，达到10次就对十毫秒位进行加一，依次类推，直到99.99秒重新复位。在计时过程中，只要按下暂停键，外部中断INT0向CPU发出中断请求，CPU转去执行外部中断0服务程序,即关闭定时器T0，调用显示程序，实现暂停功能，同时将此次计时时间存入寄存区。然后对P1.1进行扫描。当P1.1按下时就跳转回主程序。等待下一次计时开始。

在按下暂停键时，将此时的计时时间存入中间缓存区，当再次按下开始键时，则讲中间缓存区的数据转入最终缓存区。秒表停止后对查看键P2.5进行扫描，P2.5按下为低电平时，调用最终缓存区的数据进行显示，即显示上一次计时成绩。当P2.5位高电

平时，调用显示缓存区的数据进行显示，即显示当此计时的成绩。根据以上设计思路从而实现数字电子秒表的计时和查看上一次计时时间的功能。

本文主要内容包括三部分：第一部分介绍硬件部分设计思路及方案；第二部分介绍了软件部分的设计思路和设计；最后一部分则是整个系统的安装与调试过程。